CN102194728A - 衬底传送设备和处理设备及使用所述设备的衬底处理方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种在腔室内沿着两个方向水平地传送衬底的衬底传送设备、一种具有衬底传送设备的衬底处理设备以及一种使用衬底传送设备的衬底处理方法。衬底传送设备包含：多个辊，其经配置以支撑并水平地传送衬底；多个辊驱动单元，其经配置以向多个辊提供旋转力；辊升降单元，其经配置以垂直操作多个辊；以及多个轴连接部件，其连接于多个辊的驱动轴与辊驱动单元的驱动轴之间以传输旋转力，多个轴连接部件维持多个辊的驱动轴与辊驱动单元的驱动轴之间的连接状态，所述多个辊的驱动轴与辊驱动单元的驱动轴通过辊升降单元而安置于彼此不同的高度处。

Description

衬底传送设备和处理设备及使用所述设备的衬底处理方法
技术领域
本发明涉及衬底传送设备(substrate transferring apparatus)、衬底处理设备(substrate processing apparatus)以及使用衬底传送设备的衬底处理方法，且更特定来说，涉及在腔室(chamber)内沿着两个方向水平地传送衬底的衬底传送设备、具有衬底传送设备的衬底处理设备，以及使用衬底传送设备的衬底处理方法。
背景技术
近来，对具有例如细长轮廓(slim profile)、轻重量(lightweight)、低功率消耗(low power consumption)等优良特性的平板显示器(flat panel display，FPD)的需求日益增加。除此之外，正在积极开发具有优良的色彩再现(colorreproduction)的液晶显示器(liquid crystal display，LCD)。
在用于制造此FPD的衬底处理设备中，可在衬底上形成图案(pattern)或可在衬底上沉积其它薄膜。为此，可应用物理气相沉积(physical vapordeposition)PVD方法或化学气相沉积(chemical vapor deposition)CVD方法。
在现有技术衬底处理设备中，由于衬底尺寸较大，因此在衬底垂直竖立的状态下将衬底加载到腔室中以处理衬底。此处，在衬底安装在用于传送衬底的载体(carrier)上的状态下将衬底加载到腔室中和从腔室中卸载。而且，通过安置于腔室内的衬底传送设备将衬底水平地传送到衬底处理位置。
当将衬底加载到腔室中时，载体的上端(upper end)由使用磁性(magnetism)的导引单元(guide unit)支撑以防止载体倾斜。载体的下端(lowerend)安放于多个辊(rollers)上以沿着加载方向(loading direction)水平地传送载体。而且，为了改善衬底的处理效率，在与加载或卸载方向交叉的方向(下文中称为“处理方向”)上水平地传送衬底，以允许衬底接近衬底处理单元(例如，目标)。
然而，在现有技术衬底传送设备中，由于当在处理方向上水平地传送衬底时导引单元或多个辊会中断衬底的传送，因此应垂直操作导引单元或辊。
在现有技术衬底传送设备中，垂直操作导引单元，之后在处理方向上传送完全在加载方向上传送的衬底，这样的局限是在腔室内的操作因素可能增加，从而增加微粒(particles)产生的可能性。因此，这样的局限是衬底可能被微粒污染或损坏，从而增加衬底缺陷率(substrate defect rate)。另外，这样的局限是用于传送衬底的过程的数目增加了，从而增加了处理衬底的处理时间，进而降低生产率。
而且，垂直操作辊的现有技术衬底传送设备具有一种结构，其中安置于腔室内的辊的驱动轴(driving shafts)和安置于腔室外的辊驱动单元的驱动轴通过辊的垂直操作而彼此重复地耦合和分离。因此，衬底传送设备具有复杂结构。因此，这样的局限在于需要许多成本来制造衬底传送设备和包含衬底传送设备的衬底处理设备。而且，难以使彼此重复地耦合和分离的驱动轴对准。因此，难以将从辊驱动单元供应的旋转力平稳地传输到辊。
发明内容
本发明提供一种用于将衬底传送到腔室中的设备、一种具有衬底传送设备的衬底处理设备，以及一种使用衬底传送设备的衬底处理方法。
本发明还提供一种在腔室内在彼此交叉的两个方向(即，加载方向和处理方向)中的水平方向上容易地传送垂直竖立衬底(vertically standingsubstrate)的衬底传送设备、一种具有所述衬底传送设备的衬底处理设备，以及一种使用所述衬底传送设备的衬底处理方法。
本发明涉及一种衬底传送设备、一种衬底处理设备以及一种衬底处理方法。具体来说，本发明涉及一种在腔室内在两个方向中的水平方向上传送衬底的衬底传送设备、一种具有所述衬底传送设备的衬底处理设备，以及一种使用所述衬底传送设备的衬底处理方法。
本发明还提供一种衬底传送设备，其中提供多个辊以用于通过其旋转而支撑并水平地传送衬底，且提供将向所述多个辊提供旋转力的多个辊驱动单元连接起来的轴连接部件(shaft connection members)，以容易地对准驱动轴且平稳地传输旋转力，本发明还提供一种具有所述衬底传送设备的衬底处理设备，以及使用所述衬底传送设备的衬底处理方法。
根据示范性实施例，一种衬底传送设备包含：多个辊，其经配置以支撑并水平地传送衬底；多个辊驱动单元，其经配置以向所述多个辊提供旋转力；辊升降单元(roller elevation unit)，其经配置以垂直操作所述多个辊；以及多个轴连接部件，其连接于所述多个辊的驱动轴与所述多个辊驱动单元的驱动轴之间以传输旋转力，所述多个轴连接部件连接所述多个辊的驱动轴与所述多个辊驱动单元的驱动轴，所述多个辊的驱动轴与所述多个辊驱动单元的驱动轴通过辊升降单元而安置于彼此不同的高度处。
根据另一示范性实施例，一种衬底处理设备包含：腔室(chamber)，其经配置以提供处理衬底的空间；衬底传送设备，其包含：多个辊，其经配置以支撑并水平地传送衬底；多个辊驱动单元，其经配置以向所述多个辊提供旋转力；辊升降单元，其经配置以垂直操作所述多个辊；以及多个轴连接部件，其连接于所述多个辊的驱动轴与所述多个辊驱动单元的驱动轴之间以传输旋转力，所述多个轴连接部件连接所述多个辊的驱动轴与所述多个辊驱动单元的驱动轴，所述多个辊的驱动轴与所述多个辊驱动单元的驱动轴通过辊升降单元而安置于彼此不同的高度处；以及衬底处理单元，其经配置以处理在腔室内水平地传送的衬底。
根据又一示范性实施例，一种衬底处理方法包含：准备衬底；将所述衬底加载于安置在腔室内的多个辊上，以沿着加载方向水平地传送所述衬底；在所述衬底的两侧被固定时，降下所述多个辊以使连接于所述多个辊的驱动轴与多个辊驱动单元的驱动轴之间的多个轴连接部件弯曲；在与所述加载方向交叉的水平方向上传送衬底以将衬底安置于处理位置处；升上所述多个辊以支撑衬底，使得所述多个辊的驱动轴和所述多个辊驱动单元的驱动轴与所述多个轴连接部件安置在一条直线上，且释放衬底的两侧的固定状态；以及处理衬底。
附图说明
从以下结合附图进行的描述中可更详细地理解示范性实施例，其中：
图1到图3是说明根据示范性实施例的衬底传送设备和包含衬底传送设备的衬底处理设备的内部配置的视图。
图4是说明根据示范性实施例的衬底处理设备的内部配置的经修改的实例的视图。
图5(a)和图5(b)是说明根据示范性实施例的多个轴连接部件的连接状态的视图。
图6(a)到图6(c)是根据示范性实施例的导引单元的视图。
图7是说明根据示范性实施例的衬底处理方法的流程图。
图8(a)到图8(d)和图9(a)到图9(d)是说明根据示范性实施例的衬底处理设备的操作状态的视图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述具体实施例。然而，本发明可以不同的形式体现，且不应解释为限于本文陈述的实施例。而是，提供这些实施例以使得本发明将为详尽且完整的，且将本发明的范围完全传达给所属领域的技术人员。相同参考标号始终指代相同元件。
图1到图3是说明根据示范性实施例的衬底传送设备和包含衬底传送设备的衬底处理设备的内部配置的视图，且图4是说明根据示范性实施例的衬底处理设备的内部配置的经修改的实例的视图。图5(a)和图5(b)是说明根据示范性实施例的多个轴连接部件的连接状态的视图，且图6(a)到图6(c)是根据示范性实施例的导引单元的视图。(此处，图1到图3说明当分别从上侧、前侧和横向侧观看时根据示范性实施例的包含衬底传送设备的衬底处理设备的内部配置。)
参考图1到图6(c)，根据示范性实施例的衬底传送设备200包含：多个辊212，其在腔室100内支撑衬底10的下部部分，腔室100界定处理衬底10的空间；加载传送单元(loading transfer unit)210，其旋转(R，参看图2)辊212以在加载方向(x方向)上水平地传送衬底10；多个辊驱动单元220，其向所述多个辊212提供旋转力；辊升降单元230，其垂直操作所述多个辊212；轴连接部件240，其用于维持辊212中的每一个的驱动轴214与辊驱动单元220中的每一个的驱动轴224之间的恒定连接状态。
(下文中，稍后将描述的“x方向”表示衬底10的“加载方向”(平行于卸载方向)，且在水平平面上与“x方向”交叉的“y方向”表示越过多个传送线L1和L2(参看图1)朝向安置于腔室100的内部空间中的目标124传送衬底10的方向，即“处理方向”。而且，“z方向”表示垂直于地面的方向。)
可以与腔室100外的所述多个辊212的数目相同的数目来安置发电机(power generator)类型的辊驱动单元220。也就是说，在示范性实施例中，一个辊212个别地连接(串联)到一个辊驱动单元220。虽然未图示，但在经修改的实例中，所述多个辊212的驱动轴214通过带(belt)或链(chain)而彼此连接(并联)，且辊驱动单元220操作所述带或链以旋转(R)所述多个辊212，使得所述多个辊212彼此联动。
用于传输旋转力的轴连接部件240安置于辊212的驱动轴214与辊驱动单元220的驱动轴224之间。在辊212的驱动轴与辊驱动单元220的驱动轴224在一条直线上对准的情况下，轴连接部件240将从辊驱动单元220供应的旋转力传输到辊212。
在衬底10的尺寸增加时，用于处理衬底10的设备或装备的规模增加。因此，为了解决安装空间的局限性，在大型(large-scaled)衬底10垂直竖立的状态下将其加载于衬底处理设备1000和1000’中，且通过衬底传送设备200水平地传送到腔室100中。
由于大型衬底10与在上面执行例如薄膜沉积(thin film deposition)等表面处理的区域(下文中称为“处理表面”A(参看图2))相比具有相对薄的厚度t(参看图1)，因此当将衬底10单独加载到腔室100中时，衬底10可能容易损坏(damaged)或破裂(broken)。因此，衬底10的处理表面A可朝向目标124打开，而且可在将衬底10固定到支撑衬底10的边缘的载体20(其为用于传送衬底10的单元)的状态下将衬底10传送到腔室100中以处理衬底10。
载体20的大小和形状是根据待传送的衬底10的大小和形状来决定。在当前实施例中，载体20具有矩形框架形状(rectangular frame shape)，其中心部分打开以对应于具有正方形板形状(square plate shape)的衬底。
载体20的下端24(参看图3)接触辊212中的每一个的凹入辊表面(recessed roller surface)。因此，载体20的下端24可具有弯曲边缘表面(例如，U形状)以使辊212平稳旋转R。
而且，辊212的上端22可具有磁性以相对于导引单元250产生吸引力(attractive force)或排斥力(repulsive force)，导引单元250具有条形状且由于磁性而沿着加载方向(x方向)安置于腔室100的内部顶面上。
将衬底10的边缘固定到多个位置的例如夹子(clips)等多个可拆卸单元(未图示)安置于载体20的矩形框架上。而且，夹持到夹持传送单元(chuckingtransfer unit)260的夹持销(chucking pin)268中的钩突出部(hook protrusion)26安置于载体20的矩形框架的两侧上。(下文中，衬底10可在腔室100内单独传送，或可在将衬底10固定到载体20的状态下传送载体20。)
加载传送单元210包含所述多个辊212作为用于在腔室100内在加载方向(x方向)上传送衬底10的单元。在示范性实施例中，加载传送单元210包含支撑所加载衬底10的下部部分的所述多个辊212，以及同时沿着传送线L1和L2垂直操作所述多个辊212的辊支撑板(roller support plate)216。此处，沿着辊支撑板216的延伸方向(x方向)在辊支撑板216中界定多个驱动轴通孔(driving shaft through holes)216a，辊的驱动轴214穿过所述驱动轴通孔216a。而且，界定多个插入孔(insertion hole)216b，使得稍后将描述的底座突出部(seat protrusion)261a(参看图3)安置于辊212下方。
所述多个辊212在腔室100内沿着所述多个传送线L1和L2彼此对准。此处，辊支撑板216安置于传送线L1和L2中的每一个上，使得所述多个辊212的驱动轴214具有彼此相同的距腔室100的内部底面的高度h(参看图5(a)和图5(b))。此处，所述多个辊212的驱动轴214可以Z字形状布置，使得当驱动轴在其突出方向上延伸时彼此不重叠。
虽然在当前实施例中所述多个辊驱动单元220安置于腔室100的外部侧表面上且所述多个辊212以Z字形状安置(所述多个辊212的驱动轴安置在同一方向上)，但当所述多个辊驱动单元220安置在两个侧表面中的每一个上而在腔室100的外部上彼此面对时，可以除了Z字形状之外的各种形状以及其间的不同距离来安置所述多个辊212。可将可准确地控制辊的旋转R的电动机用作辊驱动单元220。特定来说，电动机可用作辊驱动单元220以使外来物质(foreign substances)、振动、噪声等的发生最少。
由于所述多个辊驱动单元220安置于腔室100外，因此辊驱动单元220的驱动轴224水平穿过腔室100的侧壁且连接到辊212的驱动轴214。对辊驱动单元220的驱动轴224穿过的腔室100的侧壁执行密封工艺(sealingprocess)以防止腔室100的内部压力改变，或防止注射到腔室100中的过程气体泄漏。
如上所述，在示范性实施例中，辊驱动单元220可安置于腔室100外以使辊212旋转时外来物质、振动和噪声的发生最少，进而降低污染或损坏衬底10而引起的衬底的缺陷率。
导引单元250(参看图6(a)到图6(c))在腔室100内向上面对所述多个辊212，且在加载衬底10所固定到的载体20期间支撑载体20的上端22以防止载体20倾斜。
具体来说，在当前实施例中，导引单元250使用非接触方式(non-contactmanner)，其使用磁性来防止当其支撑载体20时由于其间的摩擦而产生外来物质。也就是说，在导引单元250与载体20的上端22之间的空白空间(emptyspace)中产生例如吸引力或排斥力等磁力。因此，载体20的上端22的位置由磁力决定。
为此，将具有根据加载方向(x方向)的极性(N极或S极)的材料涂覆或附接到载体20的上端22。而且，具有磁性的导引单元250的导引条252安置于载体20的上端22上方。导引条252通过多个固定条254固定到腔室100的内部顶面。类似于载体20的上端22，将具有极性(N极或S极)的材料涂覆或附接到导引条252。当在导引条252下方传送载体20时，在导引条252与载体20的上端22之间产生吸引力，导引条252与载体20的上端22具有彼此不同的极性，且彼此面对以支撑载体20，使得载体20不会在处理方向(y方向)上倾斜(参看图6(a))。
在经修改的实例中，导引单元250’和250”中的每一个的导引条252的磁性部分在导引条252延伸的长度方向(x方向)上安置于两个位置处。而且，导引条252的磁性部分面对与导引条252的磁性部分具有相同极性的载体20的上端22，以在导引条252与载体20的上端22之间产生吸引力或排斥力。因此，载体20受到支撑以使得其不倾斜(参看图6(b)和图6(c))。此处，当导引条252由吸引力或排斥力支撑时，在载体20的上端22的两个侧表面(处理方向(y方向))上产生具有相同强度的排斥力以推动载体20。(虽然在图6(b)和图6(c)中具有彼此相同的极性的导引条252和载体20的上端22彼此面对以产生排斥力，但具有彼此不同的极性的导引条252和载体20的上端22可彼此面对以产生吸引力)。
由于在导引条252与载体20的上端22之间产生的磁力是在垂直于载体20的传送方向(x方向)的平面上产生，因此磁力对载体20的水平传送没有影响。
可使用加载传送单元210、辊驱动单元220和导引单元250在腔室100内在加载方向(x方向)上水平地传送衬底10。根据示范性实施例的衬底传送设备200可在加载方向(x方向)以及处理方向(y方向)上水平地传送衬底10。也就是说，在加载方向(x方向)上传送的衬底10可接近目标124以改善衬底10的处理效率。
衬底传送设备200包含辊升降单元230、轴连接部件240以及夹持传送单元260以在处理方向(y方向)上传送衬底10。
辊升降单元230(参看图5(a)和图5(b))是用于在处理方向(y方向)上水平地传送辊212之前降下所述多个辊212的单元。根据示范性实施例的辊升降单元230包含：多个升降销(elevation pins)232，其使所述多个辊212与腔室100的内部底面间隔开，以支撑所述多个辊212以及调整辊212中的每一个的高度h；以及升降驱动单元234，其用于垂直操作所述多个升降销232。与辊驱动单元220一样，升降驱动单元234安置于腔室100的底面上。而且，所述多个升降销232穿过腔室100的底面且连接到所述多个辊212。
安置于腔室100内的所述多个传送线L1和L2上的所述多个辊212连接到辊支撑板216，使得传送线L1和L2上的辊212在其间不具有高度差，而是一体且垂直地操作。
根据示范性实施例的所述多个升降销232连接到辊支撑板216以垂直操作辊支撑板216。因此，所述多个辊212可在同时在同一高度垂直操作。在经修改的实例中，可移除辊支撑板216，且升降销232可分别连接到所述多个辊212以个别地操作所述多个辊212。
当沿着加载方向(x方向)传送衬底10时，辊驱动单元220的驱动轴224和所述多个辊212的驱动轴214在一条直线上对准(参看图5(a))。由于辊驱动单元220的驱动轴224和所述多个辊212的驱动轴214平行于地面，因此用于传输旋转力的所述多个轴连接部件240平行地连接于辊驱动单元220的驱动轴224与所述多个辊212的驱动轴214之间。
当辊升降单元230垂直操作所述多个辊212时，辊驱动单元220的驱动轴224和所述多个辊212的驱动轴214具有不同的距腔室100的底面的高度h和h1，且因此彼此垂直错过(missed)(参看图5(b))。在示范性实施例中，可固化或可弯曲的轴连接部件240可连接于辊驱动单元220的驱动轴224与所述多个辊212的驱动轴214之间，辊驱动单元220的驱动轴224和所述多个辊212的驱动轴214彼此错过以维持驱动轴214与224之间的恒定连接状态。
万向接头(universal joint)可用作根据示范性实施例的轴连接部件240。因此，安置于轴连接部件240的两端上的连接部分242a和242b可根据辊212的垂直操作而容易弯曲。
当万向接头用作轴连接部件240时，可通过简单的结构来维持辊212的驱动轴214与辊驱动单元220的驱动轴224之间的恒定连接状态。而且，驱动轴214和224以及轴连接部件240可根据辊212的垂直操作而容易彼此对准，以将从辊驱动单元220供应的旋转力平稳地传输到辊212。
虽然在当前实施例中万向接头用作轴连接部件240，但本发明不限于此。举例来说，当安置于辊212的驱动轴214与辊驱动单元220的驱动轴224之间的部件可弯曲时，所述部件可用作轴连接部件240。然而，即使所述部件可弯曲，当辊212的驱动轴214和辊驱动单元220的驱动轴224安置于同一高度处时，即，当辊212的驱动轴214和辊驱动单元220的驱动轴224在一条直线上对准时，辊驱动单元220的旋转力也会平稳地传输到辊212。
如上所述，所述多个辊212安置于腔室100内的所述多个传送线L1和L2上。
在示范性实施例中，将所述多个辊212分类为两个群组以将其分别安置于所述两个传送线L1和L2上。而且，将所述两个传送线L1和L2分类为用于加载载体20的加载线(loading line)L1和用于卸载载体20的卸载线(unloadingline)L2。而且，在经修改的实例中，可将所述两个传送线L1和L2分类为用于加载和卸载衬底10的线L1和在处理衬底10时移动的线L2。或者，三个或三个以上传送线安置于腔室100内，且所述多个辊212可经安置以在彼此不同的位置处执行加载、卸载和衬底处理过程。
用于在处理方向(y方向)上水平地传送衬底10的夹持传送单元260在腔室100内安置于所述多个加载/卸载线上，即所述多个传送线L1和L2上。
夹持传送单元260防止衬底10(即，传送衬底10的载体20)向腔室100中倾斜。而且，夹持传送单元260支撑载体20的两侧以在处理方向(y方向)上传送衬底10。也就是说，夹持传送单元260成对地提供在载体20的两侧上。彼此联动的一对夹持传送单元260在其固定到载体20的两侧的状态下移动，以在处理方向(y方向)上传送衬底10。
根据示范性实施例的一对夹持传送单元260形成一个群组。而且，夹持传送单元20中的每一个包含：基座体(base body)262，其在腔室100的内部底面上沿着处理方向(y方向)水平操作；夹持驱动单元(chucking drivingunit)264，其向基座体262提供驱动力；以及夹持条266，其垂直竖立于基座体262上。
另外，夹持传送单元260包含：载体支撑框架261，其连接于沿着加载方向(x方向)安置的一对基座体262之间；以及多个底座突出部261a，其耦合到载体支撑框架261，当在处理方向(y方向)上传送载体20时穿过界定于辊支撑板216中的插入孔216a，且被水平地传送，使得所述多个底座突出部261a插入所述多个辊212之间的空白空间中。
此处，与从载体20的两个侧边缘突出的钩突出部26啮合的可旋转(R1，参看图2)夹持销268安置于夹持条266的上部部分上。夹持销268可旋转地耦合到夹持条266的上端。通过在基座体262上垂直移动的夹持销驱动条269来旋转(R1)夹持销268。夹持销驱动条269上升的状态是夹持销268经安装且未固定到载体20的状态。而且，夹持销驱动条269下降的状态是夹持销268下降以使得其与钩突出部26啮合且固定到载体20的状态。根据当前实施例，钩突出部26沿着载体20的两个侧边缘垂直延伸。旋转辊(未图示)耦合到与钩突出部26啮合的夹持销268。因此，当通过一对夹持销268的旋转R1而将载体20固定在适当位置时，其防止载体20在腔室100内在处理方向(y方向)上倾斜。而且，当垂直操作支撑载体20的下端24的辊212时，钩突出部26可导引载体20的垂直操作。在示范性实施例中，虽然钩突出部26安置于载体20上以防止载体20倾斜，但一对夹持销268可在无需提供钩突出部26的情况下直接固定到载体20的两个侧边缘，以防止载体20倾斜并导引载体20的垂直操作。
而且，在示范性实施例中，虽然载体20的下端24由耦合到载体支撑框架261的所述多个底座突出部261a支撑，但载体20的下端24接触载体支撑框架261所在的台阶部分(stepped portion)(未图示)可经安置以支撑载体20，而不是在载体支撑框架261上提供所述多个底座突出部261a。
在处理方向(y方向)上推动基座体262的夹持驱动单元264可安置于腔室100外部，以使在腔室100内发生外来物质和振动的情况减到最少。夹持驱动单元264的连接轴263穿过腔室100的侧壁且连接到基座体262。此处，使用活塞(piston)作为连接轴263的气缸类型(cylinder type)可适用于夹持驱动单元264。
一对夹持传送单元260在加载方向(x方向)的延长线上彼此面对以固定在腔室100内在加载方向(x方向)上传送的载体20的两侧。一对夹持传送单元260之间的间隔距离T2(参看图2)稍微大于载体20的水平宽度Wc(参看图1)的长度。因此，当一对夹持传送单元260在处理方向(y方向)上移动时，一对夹持传送单元260不会被载体20中断。
如上所述，由于载体20的两端由夹持销268固定且载体20的下端24由安置于载体支撑框架261上的底座突出部261a支撑，因此可在处理方向(y方向)上稳定且水平地传送载体20。
根据示范性实施例的衬底传送设备200可在腔室10内在两个方向(即，加载方向(x方向)和处理方向(y方向))的水平方向上自由且水平地传送衬底10。
下文中，将描述根据上述实施例的包含衬底传送设备200的衬底处理设备1000。(此处，将省略与衬底传送设备200重复的描述。)
再次参考图1到图6(c)，根据示范性实施例的衬底处理设备1000包含衬底传送设备200，衬底传送设备200包含：至少一个或一个以上腔室100，其提供用于处理衬底10的空间；多个辊212，待加载到腔室100中的每一个中的衬底10安放在上面；多个辊驱动单元220，其向所述多个辊212提供旋转力；以及多个轴连接部件240，其用于维持辊212的驱动轴214与辊驱动单元220的驱动轴224之间的恒定连接状态，以在彼此交叉的两个方向(x方向和y方向)上水平地传送衬底10；以及衬底处理单元110(120和130)，其安置于腔室的侧表面上以处理衬底10。此处，在辊212的驱动轴214和辊驱动单元220的驱动轴224安置于一条直线上的状态下，轴连接部件240将从辊驱动单元220供应的旋转力传输到辊212的驱动轴214。
在衬底10通过固定其一个边缘的载体20而垂直竖立的状态下将衬底10加载到腔室100中和从腔室100中卸载。用于储存和供应所述多个载体20的盒子(cassette)(未图示)安置于腔室100的外部。而且，可在腔室100的外部提供机械臂(robot arm)，以用于将衬底10真空吸附到从所述盒子供应的载体上以安装衬底。
虽然将一个腔室100(参看图1)应用于示范性实施例，但作为经修改的实例，可应用界定处理衬底10的空间的多个腔室100和100’。也就是说，当在例如在衬底10上形成薄膜的处理期间，在腔室100和100’中的每一个中具有彼此不同的条件下，将用于形成薄膜的不同材料分别提供到腔室100和100’中或将相同材料提供到腔室100和100’中的每一个中以处理材料时，可使用以直列样式(in-line type)安置所述多个腔室100和100’的衬底处理设备1000’来改善生产率。
可打开或可关闭以加载或卸载在上面安装衬底10的载体20的闸门(gate)102安置于腔室100中。此处，闸门102可安置于腔室100的仅一个侧表面中以通过同一闸门102来加载和卸载载体。或者，可在腔室100的两个侧表面中安置两个闸门以通过彼此不同的闸门来加载和卸载载体20。在当前实施例中，在腔室100中提供一个闸门102。而且，可将所述一个闸门102分类为加载线L1和卸载线L2以部分地打开或关闭闸门102。
而且，可分别在腔室100的底面的边缘部分上提供液压(hydraulic)和气压(pneumatic)型推动单元(push units)104。推动单元104和邻近的推动单元104通过平行条105彼此连接，且平行条105连接到一体地联结所述多个辊212的辊支撑板216。可通过推动单元104来调整沿着传送线L1和L2安置的辊支撑板216，使得辊支撑板216平行于地面或腔室100的底面。
用于处理衬底10的衬底处理单元110(120和130)安置于腔室100上。在示范性实施例中，衬底处理单元110包含：目标腔室(target chamber)120，其包含面对衬底10的处理表面A的目标124；以及加热腔室(heating chamber)130，其安置于腔室100的面对目标124的侧表面上。此处，目标腔室120包含防护框架(shield frame)126，其在衬底10受到处理之前朝向载体20水平操作，以保护载体20不受从目标124排出的材料的影响。(此处，防护框架126具有带有空白中央部分的矩形框架形状。而且，在处理衬底10时，防护框架126防止载体暴露于目标124。)
当在加载方向(x方向)上完全传送衬底10且接着在处理方向(y方向)上完全传送衬底10时，衬底处理单元110的加热腔室130经加热以在腔室100内产生等离子体。因此，处理材料从目标124排出以在衬底10上形成膜。
虽然未图示，但用于调整腔室100内的真空状态的泵单元(pump unit)、用于向腔室100中供应/从腔室100回收各种处理气体的气体供应单元(gassupply unit)以及用于向安置于腔室100内的各种驱动单元供应电力的电力供应单元(power supply unit)安置于腔室100的一侧上。
下文中，将描述使用根据上述实施例的衬底传送设备和包含衬底传送设备的衬底处理设备来处理衬底的方法。
图7是说明根据示范性实施例的衬底处理方法的流程图，且图8(a)到图8(d)和图9(a)到图9(d)是说明根据示范性实施例的衬底处理设备的操作状态的视图。
参考图7和图8(a)到图8(d)，根据示范性实施例的衬底处理方法包含：准备衬底(S100)；将衬底加载到腔室中且在加载方向上水平地传送衬底(S120；参看图8(a))；在衬底的两侧被固定的状态下降下多个辊(S130；参看图8(b)到8(d))；在与加载方向交叉的方向(处理方向)上传送衬底以将衬底水平地传送到处理位置(S140；参看图9(a))；升上所述多个辊以释放衬底的固定状态(S150；参看图9(b)和图9(c))；以及处理衬底(S160；参看图9(d))。
具体来说，在根据示范性实施例的衬底处理方法中降下或升上所述多个辊(S130和S150)时，可弯曲的轴连接部件可连接于支撑衬底的下端的多个辊的驱动轴与向多个辊提供旋转力以维持恒定连接状态的辊驱动单元的驱动轴之间。因此，在腔室内垂直操作的辊的驱动轴和安置于腔室外部且固定在适当位置的辊驱动单元的驱动轴可容易对准，以将从辊驱动单元供应的旋转力平稳地传输到辊。
在衬底垂直竖立且朝向腔室的闸门传送的状态下将衬底安装在载体上(S110)，在腔室外部水平地传送衬底以处理衬底。由于衬底安装在载体上，因此其可防止在传送和处理衬底的过程中衬底损坏或破裂。
随后，当打开腔室的闸门以将衬底加载到腔室中时，关闭闸门以在加载方向上水平地传送衬底(S120)。此处，在上面安装衬底的载体的下端由多个辊支撑且导引。而且，载体的上端由安置于腔室的内部顶面上的导引单元支撑，以防止载体在与加载方向交叉的处理方向上倾斜。(此处，导引单元在与加载方向或卸载方向相同的方向上安置于腔室内。)
当通过辊的旋转而沿着加载方向水平地传送的衬底到达预设位置时，水平传送停止。随后，在处理方向上水平地传送衬底以接近安置于腔室内的目标。(此处，在辊的驱动轴和辊驱动单元的驱动轴安置于一条直线上的状态下，通过从辊驱动单元供应的旋转力来旋转辊。)
当精密地检查在衬底的两侧被固定的状态下降下所述多个辊以在处理方向上水平地传送衬底时(S130)，用于固定衬底的两侧的一对夹持传送单元在腔室内沿着处理方向移动且安置于衬底的两侧上(S132；参看图8(b))。此处，当与一对夹持传送单元交叉的载体支撑框架接近衬底的下端且多个底座突出部安置于载体支撑框架上时，所述多个底座突出部穿过界定于辊支撑板中的插入孔且安置于辊下方。
随后，使安置于夹持传送单元上的夹持销旋转以将衬底的两侧固定于一对夹持传送单元之间(S134；参看图8(c))。当衬底的两侧完全固定(夹持)于适当位置时，支撑衬底的下部部分的多个辊通过辊升降单元的操作而下降。此处，夹持销在安置于载体的两个侧边缘上的钩突出部上沿着垂直方向(z方向)导引载体的垂直操作，直到载体的下端安放于所述多个底座突出部上为止，以防止载体倾斜。在载体的下端安放于所述多个底座突出部上之后，所述多个辊持续下降到预设位置(S136；参看图8(d))。如上文描述，由于所述多个辊在衬底被稳定固定且安放于夹持传送单元上的状态下完全下降，因此当在处理方向上传送衬底时，衬底的传送不会被辊中断。所述多个轴连接部件安置于所述多个辊的驱动轴与辊驱动单元的驱动轴之间。而且，轴连接部件具有可弯曲结构，即使垂直操作辊，所述可弯曲结构也可维持驱动轴之间的恒定连接状态。
随着约束衬底的上端(即，使用磁性的载体上端)的导引单元与载体的上端之间间隔的距离变大，约束载体的吸引力或排斥力的强度减小。因此，当在处理方向上传送衬底时，衬底的传送不会被中断。
随后，在处理方向上移动支撑衬底的两侧的夹持传送单元以将衬底传送到腔室内的不同传送线(衬底处理位置)(S140；参看图9(a))。接着，当衬底被完全传送到衬底处理位置时，多个辊上升以支撑衬底的下部部分(参看图9(b))。所述多个辊以与多个辊的下降相反的次序上升(S136)以允许辊的顶面接触衬底的下端。随后，辊持续上升以使衬底的下端与多个底座突出部分离。也就是说，衬底的下端稳定地安放于多个辊上。(此处，在衬底稳定地安放于多个辊上的状态下，辊的驱动轴和辊驱动单元的驱动轴安置在一条直线上。)
当辊完全上升以使衬底的下端安放于多个辊上时，在与衬底的两侧被固定以释放衬底的固定状态的情况下的方向相反的方向上旋转夹持销(S150；参看图9(c))。
如上所述，当衬底安置于处理位置处时，夹持传送单元返回到其原始位置且处理衬底(例如，使用溅镀(sputtering)来沉积薄膜)(S160；参看图9(d))。当衬底被完全处理时，将衬底卸载到腔室的外部以完成衬底处理过程。当衬底的加载线和卸载线界定于彼此不同的传送线上时，由于在卸载衬底期间在卸载线上处理衬底，因此衬底被直接卸载到腔室的外部。此处，当从腔室卸载经完全处理的衬底时，可将新衬底加载到腔室中。
而且，当将两个传送线分类为加载/卸载线和腔室内的处理线时，从处理线将经处理的衬底水平地传送到加载/卸载线，且在加载/卸载线上将经处理的衬底卸载到腔室的外部。(此处，沿着处理方向从处理线将衬底传送到加载/卸载线的过程的次序与沿着处理方向从加载/卸载线将衬底水平地传送到处理线的过程的次序相反地执行。)
如上所述，在衬底传送设备、衬底处理设备以及使用衬底传送设备的衬底处理方法中，可在腔室内在彼此交叉的两个方向中的水平方向上容易地传送垂直竖立的衬底以改善衬底处理效率。
而且，由于用于水平地传送衬底的设备具有简单的结构，因此在传送衬底时可容易地控制设备的操作，且可减少处理时间。也就是说，可改善衬底处理过程的生产率。
而且，由于使用固定的导引单元，因此腔室内不需要用于操作导引单元的额外驱动单元。因此，由于这样可防止在腔室内产生外来物质(例如，微粒)，因此可使由于衬底被污染而引起的衬底的缺陷率最小。
而且，由于可弯曲的轴连接部件安置于辊驱动单元的驱动轴与辊的驱动轴之间(由于辊的垂直操作而在其间具有高度差)以维持驱动轴之间的恒定连接状态，因此驱动轴可容易彼此对准且旋转力可较平稳地传输到辊。
因此，由于衬底传送设备具有简单的结构，因此在制造衬底传送设备和包含衬底传送设备的衬底处理设备的过程中可减少制造成本。
虽然在示范性实施例中将溅镀设备描述为实例，但各种衬底处理设备可适用于上述实施例。
虽然已参考具体实施例描述了衬底传送设备、具有衬底传送设备的衬底处理设备以及使用所述设备的衬底处理方法，但其不限于此。因此，本领域技术人员将容易了解，在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的精神和范围的情况下可对其做出各种修改和改变。

Claims (14)

1.一种衬底传送设备，其包括：
多个辊，其经配置以支撑并水平地传送衬底；
多个辊驱动单元，其经配置以向所述多个辊提供旋转力；
辊升降单元，其经配置以垂直操作所述多个辊；以及
多个轴连接部件，其连接于所述多个辊的驱动轴与所述辊驱动单元的驱动轴之间以传输所述旋转力，所述多个轴连接部件维持所述多个辊的所述驱动轴与所述辊驱动单元的所述驱动轴之间的连接状态，所述多个辊的所述驱动轴与所述辊驱动单元的所述驱动轴通过所述辊升降单元而安置于彼此不同的高度处。
2.根据权利要求1所述的衬底传送设备，其特征在于所述多个辊耦合到沿着所述衬底的水平传送方向延伸的辊支撑板，且在所述辊支撑板中界定多个驱动轴通孔，所述多个辊的所述驱动轴在与所述衬底的所述水平传送方向交叉的方向上穿过所述多个驱动轴通孔。
3.根据权利要求1所述的衬底传送设备，其特征在于所述辊升降单元包括：
多个垂直操作的升降销，其经配置以支撑辊支撑板的下部部分，以在相同高度处垂直操作所述多个辊；以及
升降驱动单元，其经配置以垂直操作所述多个升降销。
4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的衬底传送设备，其进一步包括夹持传送单元，所述夹持传送单元经配置以提升所述衬底，且在与通过所述多个辊的旋转而水平地传送所述衬底的方向交叉的方向上水平地传送所述衬底。
5.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的衬底传送设备，其进一步包括导引单元，所述导引单元向上面对所述多个辊而安置，以防止所述衬底倾斜。
6.根据权利要求5所述的衬底传送设备，其特征在于所述导引单元使用磁性以非接触方式来支撑和导引所述衬底的上部部分。
7.根据权利要求1所述的衬底传送设备，其特征在于所述多个轴连接部件包括万向接头。
8.一种衬底处理设备，其包括：
腔室，其经配置以提供处理衬底的空间；
衬底传送设备，其包括：多个辊，其经配置以在所述腔室内支撑并水平地传送衬底；多个辊驱动单元，其经配置以向所述多个辊提供旋转力；辊升降单元，其经配置以垂直操作所述多个辊；以及多个轴连接部件，其连接所述多个辊的驱动轴与所述辊驱动单元的驱动轴，所述多个辊通过所述辊升降单元而安置于彼此不同的高度处；以及
衬底处理单元，其经配置以处理在所述腔室内水平地传送的所述衬底。
9.根据权利要求8所述的衬底处理设备，其特征在于所述腔室以直列样式安置。
10.根据权利要求8或9所述的衬底处理设备，其特征在于上面安置所述多个辊的多个传送线界定于所述腔室内，且所述衬底处理设备进一步包括夹持传送单元，所述夹持传送单元经配置以提升所述衬底且越过所述多个传送线而传送所述衬底。
11.根据权利要求10所述的衬底处理设备，其进一步包括导引单元，所述导引单元经配置以使用磁性以非接触方式来支撑和导引由所述多个辊水平地传送的所述衬底的上部部分。
12.一种衬底处理方法，其包括：
准备衬底；
将所述衬底加载于安置在腔室内的多个辊上，以沿着加载方向水平地传送所述衬底；
在所述衬底的两侧被固定的状态下，降下所述多个辊，以使连接于所述多个辊的驱动轴与辊驱动单元的驱动轴之间的多个轴连接部件弯曲；
在与所述加载方向交叉的水平方向上传送所述衬底以将所述衬底安置于处理位置处；
升上所述多个辊以支撑所述衬底，使得所述多个辊的所述驱动轴和所述辊驱动单元的所述驱动轴与所述多个轴连接部件安置在一条直线上，且释放所述衬底的两侧的所述固定状态；以及
处理所述衬底。
13.根据权利要求12所述的衬底处理方法，其特征在于，在所述将所述衬底加载到所述腔室中时，在所述衬底通过载体而垂直竖立的状态下，所述载体的下端由所述多个辊支撑，且由导引单元使用磁性来支撑和导引所述载体的上端。
14.根据权利要求12所述的衬底处理方法，其特征在于在所述衬底的两侧被固定的状态下降下所述多个辊包括：
沿着与所述衬底的所述加载方向交叉的水平方向将夹持传送单元移动到所述衬底的两侧中，以将附接到载体支撑框架的多个底座突出部插入到所述多个辊之间的空间中；
使安置于所述夹持传送单元上的夹持销旋转，以将支撑所述衬底的载体的两侧在适当位置固定到所述夹持传送单元；
降下所述多个辊以将所述载体的下端安放到所述多个底座突出部上；以及
降下所述多个辊以将所述载体的所述下端与所述多个辊间隔开。
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